EP0393533A2 - Narkosemittelverdunster mit temperaturkompensierender Drosselvorrichtung - Google Patents

Narkosemittelverdunster mit temperaturkompensierender Drosselvorrichtung Download PDF

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EP0393533A2
EP0393533A2 EP90107107A EP90107107A EP0393533A2 EP 0393533 A2 EP0393533 A2 EP 0393533A2 EP 90107107 A EP90107107 A EP 90107107A EP 90107107 A EP90107107 A EP 90107107A EP 0393533 A2 EP0393533 A2 EP 0393533A2
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EP
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sleeve
gas
thermal expansion
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anesthetic
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Carl Friedrich Dr. Wallroth
Wolfgang Falb
Helmut Mohr
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Draegerwerk AG and Co KGaA
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    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/14—Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different fluids, one of them being in a liquid phase
    • A61M16/18—Vaporising devices for anaesthetic preparations
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
    • Y10S261/65—Vaporizers

Definitions

  • the invention relates to an anesthetic evaporator with a throttling of the gas flowing through it, in which a throttle gap can be adjusted depending on the ambient temperature by a compensation device which has a rod body made of material with a low coefficient of thermal expansion, which is accommodated in a sleeve made of material with a large coefficient of thermal expansion. wherein the rod body is positively connected to the sleeve at one end and is provided at its other end with a shaped body which, together with a counter-shaped body, forms the throttle gap.
  • Such an anesthetic evaporator is known from DE-PS 25 07 261. It is an evaporator with a bypass connected in parallel to the evaporator chamber. In order to keep the amount of anesthetic evaporated as independent of the temperature of the device as possible, the amount of gas flowing through the bypass is regulated by changing a throttle gap depending on the temperature of the device. To regulate the throttle gap width, the high thermal expansion of interconnected housing parts is both Evaporator chamber and the setting device connected to the evaporator chamber are used. A temperature-dependent throttle gap width results from connection with components with a low thermal expansion coefficient.
  • the housing parts are made of brass and have a very complicated shape with narrow inner contours.
  • the housing Since anesthetics are very aggressive, the housing must be protected against corrosion by e.g. B. Nickel plating are protected. However, due to the complicated geometry of the anesthetic gas-carrying components, this is not possible. The components forming the throttle gap are also subjected to nickel plating which is not sufficiently uniform in terms of their thickness, as measured by the required narrow tolerances, so that metering can only be guaranteed with the necessary accuracy with difficulty.
  • the object of the invention is to provide a thermal adjusting device of a throttle gap, in which simply designed parts can be used, the material of which can be selected with regard to favorable thermal expansion coefficients, without having to take corrosion resistance into account.
  • the object is achieved in that the sleeve is surrounded by a covering made of corrosion-resistant material, which compared to the anesthetic gas leading flow channels is sealed gas-tight, and that the sleeve rests on its end facing the molded body on a sleeve support of the casing.
  • the advantage of the invention lies essentially in the fact that only the simply shaped casing with the corrosive gas to be metered, such as e.g. Anesthetic that comes into contact with it, which is slightly corrosion-resistant, e.g. can be made by nickel plating, or even consists of corrosion-resistant material.
  • the shaped bodies forming the throttle gap no longer have anything to do with the formation of a throttle gap adapted to the changed temperature, so that their material also only has to be selected in terms of good corrosion resistance and precise fitability.
  • the "floating" mounting of the rod in the sleeve support, connected to one another only at the end facing away from the molded body, results in a good utilization of the linear expansion in relation to precisely variable gap widths.
  • a nickel-iron alloy (Invar) is preferably used as the material with a low coefficient of thermal expansion.
  • Brass is preferably used as the material with a high coefficient of thermal expansion.
  • the sensitivity of the thermal control of the throttle gap can be increased by lengthening the rods and sleeves.
  • the gas to be metered flows through the inlet (1) and divides into two partial flows.
  • the saturated gas then rises through the channel (5) and leaves the anesthetic evaporator through the outlet (6).
  • the other partial flow of the gas flowing in through the inlet (1) reaches the annular space (7).
  • the gap (8) which is formed by the end faces of the annular shaped body (9) and counter-shaped body (10), influences the amount of gas that flows into the space (11) and further to the outlet (6), in which it is in contact with the mixed with anesthetic saturated partial flow.
  • the molded bodies (9) and (10) are sealed radially with O-ring seals (12) and (13) to the casing (14).
  • the molded body (9) is connected as a yoke with rods (15, 115) made of Invar and is held with resilient elements (21) opposite the sleeve support (20, 120).
  • the rods (15, 115) are screwed to sleeves (17, 117) made of brass at one fastening end (16, 116) and are supported on a sleeve support at their end (19, 119) opposite the fastening end (16, 116) (20, 120) of the casing (14).
  • the brass sleeves (17, 117) When heated, the brass sleeves (17, 117) expand in length considerably more than the Invar rods (15, 115) and the casing (14) made of stainless steel.
  • the throttle gap (8) widens and the amount of gas flowing through increases. This counteracts the increased evaporation of the anesthetic (3) in the evaporation space (18) of the anesthetic vaporizer.
  • the mixture of the gas quantities that flow through the evaporation chamber and through the throttle gap (8) has an almost temperature-independent content of anesthetic.
  • the counter-shaped body (10) is provided with an adjusting device equivalent to the adjusting device of the shaped body (9).
  • the counter-shaped body (10) is connected as a yoke with rods (150, 1150) made of Invar and is held with resilient elements (210) opposite the sleeve support (200, 1200).
  • the rods (150, 1150) are screwed to sleeves (170, 1170) made of brass at one fastening end (160, 1160) and are supported on a sleeve support at their end (190, 1190) opposite the fastening end (160, 1160) (200, 1200) of the setting part (140).

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Narkosemittelverdunster mit einer Drosselung des ihn durchströmenden Gases, bei welcher ein Drosselspalt (8) in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur durch eine Kompensationseinrichtung verstellbar ist, welche einen Stangenkörper (15, 115) aus Material mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der in einer Hülse (17, 117) aus Material mit großem Wärmeausdehnungskoeffizienten aufgenommen ist, wobei der Stangenkörper an seinem einen Ende mit der Hülse formschlüssig verbunden und an seinem anderen Ende mit einem Formkörper (9), der zusammen mit einem Gegenformkörper (10) der Drosselspalt (8) bildet, versehen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine thermische Verstelleinrichtung eines Drosselspaltes anzugeben, bei der nur einfach gestaltete Teile eingesetzt werden, die aus nicht korrosionsbeständigem Material bestehen können und leicht zu galvanisieren sind, und das kompliziert gestaltete Gehäuse der Drosselvorrichtung aus korrosionsbeständigem Material hergestellt werden kann. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Hülse (17, 117) von einer Umhüllung (14) aus korrosionsbeständigem Material umgeben ist, welche gegenüber den das Narkosegas führenden Durchströmungskanälen gasdicht abgeschlossen ist, und daß die Hülse (17, 117) an ihrem dem Formkörper zugewandten Ende auf einer Hülsenabstützung (19, 119) der Umhüllung ruht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Narkosemittelverdunster mit einer Drosselung des ihn durchströmenden Gases, bei welcher ein Drosselspalt in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur durch eine Kompensationseinrichtung verstellbar ist, welche einen Stangenkörper aus Material mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der in einer Hülse aus Material mit großem Wäremausdehnungskoeffizienten aufgenommen ist, wobei der Stangenkörper an seinem einen Ende mit der Hülse formschlüssig verbunden und an seinem anderen Ende mit einem Formkörper, der zusammen mit einem Gegenformkörper den Drosselspalt bildet, versehen ist.
  • Ein derartiger Narkosemittelverdunster ist aus der DE-PS 25 07 261 bekannt. Es handelt sich hierbei um einen Verdunster mit einem der Verdunsterkammer parallel geschalteteten Bypass. Um die Menge des verdunsteten Narkosemittels möglichst unabhängig von der Temperatur des Gerätes zu halten, wird die durch den Bypass strömende Gasmenge durch Verändern eines Drosselspaltes in Abhängigkeit von der Temperatur des Gerätes geregelt. Dabei wird zur Regelung der Drosselspaltbreite die hohe thermische Ausdehnung von miteinander verbundenen Gehäuseteilen sowohl der Verdunsterkammer als auch der an die Verdunsterkammer angeschlossenen Einstellvorrichtung ausgenutzt. Durch Verbindung mit Bauteilen mit geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten ergibt sich eine temperaturabhängige Drosselspaltbreite. Die Gehäuseteile sind aus Messing gefertigt und haben eine sehr komplizierte Formgebung mit engen Innenkonturen.
  • Da Narkosemittel sehr aggressiv sind, muß das Gehäuse gegen Korrosion durch z. B. Vernickeln geschützt werden. Aufgrund der komplizierten Geometrie der Narkosegas führenden Bauteile gelingt dies aber nur mangelhaft. Die den Drosselspalt bildenden Bauteile erfahren darüberhinaus durch ein Vernickeln unterschiedliche, in ihrer Dicke, gemessen an den geforderten engen Toleranzen, nicht hinreichend gleichmäßige Auftragungen, so daß eine Dosierung nur schwer mit der notwendigen Genauigkeit gewährleistet werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine thermische Verstelleinrichtung eines Drosselspaltes anzugeben, bei der einfach gestaltete Teile eingesetzt werden können, deren Material hinsichtlich günstiger thermischer Ausdehnungskoeffizienten ausgewählt werden kann, ohne daß Rücksicht auf Korrosionsbeständigkeit genommen werden muß.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Hülse von einer Umhüllung aus korrosionsbeständigem Material umgeben ist, welche gegenüber den das Narkosegas führenden Durchströmungskanälen gasdicht abgeschlossen ist, und daß die Hülse an ihrem dem Formkörper zugewandten Ende auf einer Hülsenabstützung der Umhüllung ruht.
  • Der Vorteil der Erfindung liegt im wesentlichen darin, daß lediglich die einfach geformte Umhüllung mit dem korrosiven zu dosierenden Gas, wie z.B. Narkosemittel, in Berührung kommt, die leicht korrosionsbeständig, z.B. durch Vernickeln, gemacht werden kann, oder auch selbst aus korrosionsfestem Material besteht. Die den Drosselspalt bildenden Formkörper haben im Hinblick auf eine Temperaturkompensation mit der Bildung eines der veränderten Temperatur angepaßten Drosselspaltes nichts mehr zu tun, so daß deren Material ebenfalls lediglich in bezug auf gute Korrosionsbeständigkeit und auf paßgenaue Fertigbarkeit ausgesucht zu werden brauchen. Durch die "schwimmende" Lagerung der Stange in der Hülsenabstützung, miteinander verbunden nur an dem dem Formkörper abgewandten Ende, erzielt man eine gute Ausnutzung der Längenausdehnung in bezug auf genau veränderliche Spaltweiten.
  • Als Material mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten wird vorzugsweise eine Nickel-Eisen-Legierung (Invar) verwandt. Als Material mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten wird vorzugsweise Messing verwandt.
  • Die Empfindlichkeit der thermischen Regelung des Drosselspaltes kann durch Verlängerung der Stangen und Hülsen erfolgen. Andererseits ist es auch möglich dieses Ziel zu erreichen, indem auch der obere Ring mit einer äquivalenten thermischen Verstellung, gebildet aus miteinander verbundenen Stangen und Hülsen, versehen wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt die Vorrichtung zur Drosselung im Schnitt, eingesetzt in einen Narkosemittelverdunster.
  • Das zu dosierende Gas strömt durch den Einlaß (1) und teilt sich in zwei Teilströme. Der eine fließt durch den Kanal (2) abwärts bis zum Narkosemittel (3), das sich in dem Narkosemittelbehälter (4) befindet, überstreicht die Narkosemitteloberfläche und sättigt sich dabei mit dem Narkosemittel. Das gesättigte Gas steigt dann durch den Kanal (5) auf und verläßt den Narkosemittelverdunster durch den Auslaß (6). Der andere Teilstrom des durch den Einlaß (1) einströmenden Gases gelangt in den ringförmigen Raum (7). Der Spalt (8), der von den Stirnseiten der ringförmigen Formkörper (9) und Gegenformkörper (10) gebildet wird, beeinflußt die Gasmenge, die in den Raum (11) und weiter zum Auslaß (6) fließt, in dem sie sich mit dem mit Narkosemittel gesättigten Teilstrom vermischt. Die Formkörper (9) und (10) sind radial mit O-Ring-Dichtungen (12) und (13) zur Umhüllung (14) hin abgedichtet. Der Formkörper (9) ist als Joch mit Stangen (15, 115) aus Invar verbunden und wird mit federnden Elementen (21) gegenüber der Hülsenabstützung (20,120) gehalten. Die Stangen (15, 115) sind an ihrem einen Befestigungsende (16, 116) mit Hülsen (17, 117) aus Messing verschraubt, und stützen sich an ihrem dem Befestigungsende (16, 116) entgegengesetzten Ende (19, 119) an einer Hülsenabstützung (20, 120) der Umhüllung (14) ab.
  • Bei Erwärmung dehnen sich die Messinghülsen (17, 117) in ihrer Länge wesentlich mehr aus als die Invarstangen (15, 115) und die aus nichtrostendem Stahl gefertigte Umhüllung (14). Als Folge davon erweitert sich der Drosselspalt (8) und die durchfließende Gasmenge erhöht sich. Damit wird der durch Temperaturerhöhung verstärkten Verdunstung des Narkosemittels (3) in dem Verdunstungsraum (18) des Narkosemittelverdunsters entgegengewirkt. Die Mischung der Gasmengen, die durch den Verdunstungsraum und durch den Drosselspalt (8) fließen, hat einen annähernd temperaturunabhängigen Gehalt an Narkosemittel.
  • Um die thermisch bedingte Spaltbreitenvariation zu erhöhen ist der Gegenformkörper (10) mit einer zu der Verstelleinrichtung des Formkörpers (9) äquivalenten Verstelleinrichtung versehen.
  • Der Gegenformkörper (10) ist als Joch mit Stangen (150, 1150) aus Invar verbunden und wird mit federnden Elementen (210) gegenüber der Hülsenabstützung (200, 1200) gehalten. Die Stangen (150, 1150) sind an ihrem einen Befestigungsende (160, 1160) mit Hülsen (170, 1170) aus Messing verschraubt, und stützen sich an ihrem dem Befestigungsende (160, 1160) entgegengesetzten Ende (190, 1190) an einer Hülsenabstützung (200, 1200) des Einstellteils (140) ab.

Claims (5)

1. Narkosemittelverdunster mit einer Drosselung des ihn durchströmenden Gases, bei welcher ein Drosselspalt in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur durch eine Kompensationseinrichtung verstellbar ist, welche einen Stangenkörper aus Material mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der in einer Hülse aus Material mit großem Wärmeausdehnungskoeffizienten aufgenommen ist, wobei der Stangenkörper an seinem einen Ende mit der Hülse verbunden und an seinem anderen Ende mit einem Formkörper, der zusammen mit einem Gegenformkörper den Drosselspalt bildet, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (17, 117) von einer Umhüllung (14) aus korrosionsbeständigem Material umgeben ist, welche gegenüber den das Narkosegas führenden Durchströmungskanälen (2, 5, 6) gasdicht abgeschlossen ist, und daß die Hülse (17, 117) an ihrem dem Formkörper (9) zugewandten Ende (19, 119) auf einer Hülsenabstützung (20, 120) der Umhüllung (14) ruht.
2. Vorrichtung zur Drosselung eines Gasstromes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten eine Nickel-Eisen-Legierung vorgesehen ist.
3. Vorrichtung zur Drosselung eines Gasstromes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Material mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten Messing vorgesehen ist.
4. Vorrichtung zur Drosselung eines Gasstromes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenformkörper (10), äquivalent zum Formkörper (9) ebenfalls mit einer thermischen Verstelleinrichtung (140, 150, 160, 170, 190, 200, und 1150, 1160, 1170, 1190, 1200) versehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Stangen (15, 115) jeweils in einer Hülse (17, 117) aufgenommen und einerseits an ihrem jeweiligen Befestigungsende (16, 116) miteinander formschlüssig verbunden sind, und daß ihr anderes Ende an dem ein Joch für die beiden Stangen (15, 115) bildenden Formkörper (9) befestigt ist, und daß die Hülsen (17, 117) auf den zugehörigen Hülsenabstützungen (20, 120) der Umhüllung (14) ruhen.
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